Kufor-Rakeb綜合征相關(guān)蛋白ATP13A2與細胞內(nèi)錳代謝.pdf

1、目的:
　　Kufor-Rakeb綜合征與ATP13A2的突變有關(guān),并且,各種類型的帕金森綜合癥病人中也發(fā)現(xiàn)了ATP13A2突變。經(jīng)預測ATP13A2可能是一個溶酶體P5型ATPase,在調(diào)節(jié)陽離子代謝中起重要作用。而大腦中的陽離子代謝紊亂參與了帕金森病的病理進程,但是其確切的機制不明。對ATP13A2的生物學功能和突變的病理性機制的研究將有助于提高我們對帕金森病發(fā)病機制的理解。
　　方法:
　　1、在HEK293,N

2、2a細胞以及體外培養(yǎng)的神經(jīng)元中過表達ATP13A2野生型和KRS相關(guān)突變體,通過與溶酶體,線粒體,高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)標志蛋白的免疫熒光染色,對ATP13A2野生型和KRS相關(guān)突變體進行亞細胞定位研究。同時,使用ATP13A2抗體在SH-SY5Y細胞中確定內(nèi)源性ATP13A2的亞細胞定位。
　　2、利用蛋白酶體抑制劑(MG132),溶酶體和自噬抑制劑(NH4CL,3-MA)來阻斷ATP13A2可能的降解途徑,通過免疫印跡來確定ATP1

3、3A2WT以及KRS相關(guān)突變體在細胞內(nèi)的降解途徑。
　　3、利用CHX抑制蛋白合成,在不同時間點收集細胞樣品,通過免疫印跡來確定ATP13A2野生型以及KRS相關(guān)突變體的半衰期。
　　4、為研究ATP13A2對α-synuclein的作用,首先在穩(wěn)定表達ATP13A2野生型以及KRS相關(guān)突變體的N2a細胞中過表達α-synuclein,免疫印跡檢測ATP13A2是否能影響Triton X-100可溶性和不可溶性α-synuc

4、lein的含量;其次,共轉(zhuǎn)染ATP13A2和α-synuclein并使用MnCl2處理,檢測ATP13A2對α-synuclein表達量的影響;再次,在SH-SY5Y細胞中轉(zhuǎn)染ATP13A2,檢測ATP13A2對內(nèi)源性α-synuclein的影響。
　　5、使用不同濃度不同種類的重金屬離子(MnCl2,NiCl2或FeCl2)處理穩(wěn)定表達ATP13A2野生型和KRS相關(guān)突變體的細胞,觀察細胞形態(tài)變化,通過PI或者DAPI染色來計數(shù)

5、凋亡細胞數(shù)目并檢測胞漿細胞色素c的釋放。使用石墨爐原子吸收光譜法檢測穩(wěn)定表達.ATP13A2野生型和KRS相關(guān)突變體細胞內(nèi)Mn2+的含量。同時,檢測在Mn誘導下內(nèi)源性ATP13A2的表達改變情況。
　　6、利用基因表達芯片技術(shù),分析穩(wěn)定表達ATP13A2野生型以及KRS相關(guān)突變體細胞系全基因組mRNA表達水平的改變。使用生物信息學方法分析ATP13A2可能影響的蛋白和信號通路。
　　結(jié)果:
　　1、ATP13A2野生型

6、為溶酶體膜蛋白;
　　2、ATP13A2 KRS相關(guān)突變體異常聚集在內(nèi)質(zhì)網(wǎng);
　　3、ATP13A2 KRS相關(guān)突變體主要通過蛋白酶體途徑降解;
　　4、ATP13A2 KRS相關(guān)突變體半衰期較野生型蛋白明顯縮短;
　　5、ATP13A2對Triton X-100可溶性和不可溶性α-synuclein沒有影響。使用MnCl2或沒有MnCl2處理,都沒有觀察到α-synuclein表達量的改變。同時ATP13A2對

7、內(nèi)源性α-synuclein表達量也沒有明顯影響;
　　6、ATP13A2WT細胞能特異性抵抗Mn2+導致的細胞凋亡,而KRS相關(guān)突變體幾乎沒有保護作用;
　　7、ATP13A2WT能降低細胞內(nèi)Mn2+的含量,從而減少Mn2+引起的細胞色素c的釋放,抑制細胞死亡;
　　8、Mn誘導內(nèi)源性ATP13A2表達量增加;
　　9、ATP13A2 KRS相關(guān)突變體可能影響金屬結(jié)合蛋白相關(guān)基因和MAPK信號通路;
　　

8、10、ATP13A2過表達可能影響L-DOPA轉(zhuǎn)運相關(guān)基因和膜泡(vesicle)運輸和胞吐相關(guān)基因;
　　結(jié)論:
　　1、野生型ATP13A2是一種溶酶體膜蛋白。KRS突變導致ATP13A2聚集在內(nèi)質(zhì)網(wǎng),并快速被蛋白酶體途徑降解。
　　2、ATP13A2抵抗僅α-synuclein引起細胞毒性作用,可能并不是通過降低α-synuclein的表達量介導。
　　3、ATP13A2WT能影響Mn的代謝,從而特異性抵抗